Dzinēja virzuļi: kā tie darbojas?
Virzuļi ir virzuļa iekšdedzes dzinēja būtiska sastāvdaļa. Dzinēja virzuļi nodrošina enerģijas pārnesi starp sadegšanas kameru un kustīgo mehānismu, kas savienots ar virzuļiem.
Šis raksts izskaidros virzuļu funkcijas, konstrukciju, materiālu un to, kādi spēki tiem jāiztur.
Saturs
Dzinēja virzuļu funkcija
Iekšdedzes dzinēja virzuļi ir viena no visvairāk noslogotajām dzinēja sastāvdaļām. Viņiem ir jāiztur liels stress, ko izraisa ļoti augsta temperatūra (apmēram 2000°C vai 3600°F) un liels spiediens, kas dīzeļdzinējos ir pat lielāks nekā benzīna dzinēji. Tādējādi virzuļus galvenokārt noslogo spiediens un temperatūra.
Kloķvārpsta: kam tas paredzēts un kādi spēki tai jāiztur?
Turklāt iekšdedzes dzinēja virzuļiem ar savienojošo stieņu palīdzību jāgriež kloķvārpsta un ar savu virsmu jāuztver gāzu izplešanās spiediens. Vēl viens virzuļu uzdevums ir atdalīt sadegšanas kameru no kloķvārpstas kameras.
Virzuļiem ir labi jānoblīvē, bet ne pārāk daudz, lai saglabātu atstarpi starp virzuļa malu un cilindra sienu. Virzuļiem jābūt mazākiem par cilindru (simtiem milimetru) - pretējā gadījumā tie var ieķerties vai saplaisāt. Tas ir saistīts ar materiālu siltuma izplešanos.
Uzmanīgi apskatiet iepriekš redzamo virzuļa kustību animāciju un ievērojiet nelielu atstarpi starp virzuļa malu un cilindra sienu. Divas rindas uz virzuļa attēlo virzuļa gredzenus, kas atrodas tuvāk sienai nekā pats virzulis.
Dzinēja virzuļu konstrukcija
Iekšdedzes dzinēja virzulis sastāv no vairākām daļām:
- Virzuļa vainags/galva
- Virzuļa apmale
- Gudgeon tapa vai virzuļa tapa
- Virzuļa gredzeni
1. Virzuļa vainags
Virzuļa vainags, kas pazīstams kā virzuļa galva, ir virsma virzuļa augšpusē. Tam ir jāiztur ļoti augsta temperatūra un spiediens sadegšanas kamerā.
2. Virzuļa svārki
Virzuļa apvalks ir virzuļa cilindriskā siena, un tam jāpaliek ieeļļotam, kamēr dzinējs darbojas, t.i., virzulis pārvietojas uz augšu un uz leju. Lai saglabātu eļļošanu, virzuļa apmales virsma ir nedaudz raupja.
3. Gudgeon tapa
Sprauslas tapa ir pazīstama kā virzuļa tapa vai plaukstas tapa. Tas ir īss, dobs stienis, kas parasti izgatavots no augstas stiprības un cieta tērauda sakausējuma. Šī tapa savieno virzuli ar savienojošo stieni un nodrošina arī savienojuma stieņa gultni.
Klaņi: kāda ir tā funkcija?
Izspiedējtapas konstrukcijai ir izšķiroša nozīme dzinēja veiktspējā, jo īpaši mazos, augstas apgriezienu automobiļu dzinējos. Šajos dzinējos atsperes tapai ir jāiztur lielas slodzes un slodzes, darbojoties lielā ātrumā.
4. Virzuļa gredzeni{{REF_LINK}}
Virzulis ir aprīkots ar gredzeniem, lai noslēgtu cilindru un novērstu kompresijas zudumu un eļļas noplūdi. Virzuļa gredzeni tiek ievietoti virzuļa rievās ar noteiktu atstarpi, lai nodrošinātu pareizu virzuļa apmales un cilindra sieniņu eļļošanu.
Virzuļa gredzeni: kāda ir to funkcija un veidi?
Parasti uz viena virzuļa ir uzstādīti divu līdz trīs virzuļu gredzeni. Ir divu veidu virzuļa gredzeni:
- Kompresijas gredzens — divi augšējie gredzeni (tikai viens, ja virzulim ir tikai divi gredzeni) noblīvē sadegšanas kameru, nospiežot pret cilindra sienu.
- Eļļas kontroles gredzens — apakšējam gredzenam, kas pazīstams kā eļļas kontroles gredzens, ir trīs funkcijas: kontrolēt dzinēja eļļas padevi cilindram, ieeļļot virzuļa apvalku un novērst lieko eļļu sadegšanas kamerā.
Virzuļu veidi
Ir trīs veidu virzuļi, katrs ar atšķirīgu formu un funkciju: plakans, kupols un šķīvis.
Virzuļi ar plakanu virsmu
Virzuļiem ar plakanu virsmu ir plakana augšējā virsma, kas ļauj tiem radīt vislielāko spēku un nodrošināt efektīvu sadegšanu. Tomēr tie var radīt pārāk lielu kompresiju mazākām sadegšanas kamerām.
Kupola virzuļi
No otras puses, kupola virzuļi burbuļo vidū kā stadiona augšdaļa, kas palielina virzuļa augšpusē pieejamo virsmas laukumu. Šis dizains palielina kompresijas pakāpi, lai gan kupola virzuļa dizains var atšķirties. Daži kupola virzuļi cieš no lēnas degšanas.
Bļodas virzuļi
Bļodas virzuļi ir pretēji kupolveida virzuļiem, un, kā norāda nosaukums, to augšdaļa ir līdzīga bļodai vai traukam ar nedaudz izliektām ārējām malām. Šis dizains palīdz izvairīties no detonācijas, jo samazina saspiešanas pakāpi, pievienojot kamerai papildu bļodas tilpumu. Šos virzuļus parasti izmanto dzinējos ar turbokompresoru vai kompresoru.
Virzuļu augstuma atšķirība
Cita starpā virzuļa augstums rada dažādas īpašības. Augsts virzulis ir smagāks par zemu. Ātrgaitas dzinējos tiek izmantoti daudz īsāki virzuļi nekā parastajos dzinējos tieši to mazākā svara dēļ.
Benzīna dzinējiem parasti ir virzuļi ar īsāku gājienu nekā dīzeļdzinējiem. Tādējādi benzīna dzinēja virzulis parasti pabeidz savu gājienu īsākā laikā nekā dīzeļdzinēja virzulis. Tomēr benzīna dzinējiem ir zemāka efektivitāte nekā dīzeļdzinējiem, jo tiem ir zemāks kompresijas līmenis.
Ļoti īsu virzuļu trūkums ir palielināts motoreļļas patēriņš, jo šāds virzulis nevar perfekti noslēgt sadegšanas kameru.
Paskaidrota motoreļļas klasifikācija
Dzinēja virzuļu materiāls
Virzuļus bieži izgatavo no alumīnija, silīcija, vara, niķeļa un magnija sakausējuma, taču var izmantot arī citus materiālus. Sacīkšu virzuļi ir daudz izturīgāki nekā vieglo automašīnu dzinēju virzuļi, savukārt to svars ir daudz mazāks, lai sasniegtu augstus dzinēja apgriezienus.